基于CuCo2 O4 /NCNTs修饰玻碳电极的电化学传感器用于生物样本中6-硫鸟嘌呤和达沙替尼的同步检测

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Molecular Liquids 5.3

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  本研究针对抗癌药物6-硫鸟嘌呤(6-TG)和达沙替尼(Das)的临床监测需求,开发了一种基于氮掺杂碳纳米管(NCNTs)与铜钴氧化物(CuCo2 O4 )纳米复合物修饰玻碳电极的新型电化学传感器。通过CV/DPV等技术验证,该传感器实现了0.01-400 μM(6-TG)和0.01-200 μM(Das)的宽线性检测,检测限分别达8 nM和5 nM,为抗癌药物联用治疗提供了高灵敏、低成本的监测方案。

  

在癌症治疗领域,6-硫鸟嘌呤(6-TG)和达沙替尼(Das)作为关键抗癌药物,其治疗窗狭窄且联用方案复杂。传统检测方法如LC-MS、HPLC存在设备昂贵、操作繁琐等问题,而现有电化学传感器又难以实现二者同步检测。针对这一技术瓶颈,来自伊朗比尔詹德大学的研究团队创新性地将氮掺杂碳纳米管(NCNTs)与尖晶石型铜钴氧化物(CuCo2
O4
)复合,构建了具有协同催化效应的纳米修饰电极,相关成果发表于《Journal of Molecular Liquids》。

研究采用XRD、FESEM、TEM等多维表征技术确认了CuCo2
O4
/NCNTs的晶体结构与形貌特征,通过CV和DPV系统研究了pH值、扫描速率等参数对电子转移数的影响。特别值得注意的是,该团队首次将CuCo2
O4
/NCNTs复合材料应用于6-TG和Das的同步检测,并详细阐明了其双电子双质子参与的扩散控制反应机制。

【Chemicals and equipment】
研究采用标准电化学工作站(Autolab PGSTAT302N)配合三电极体系,通过FE-SEM、EDS等设备完成材料表征,所有试剂均为分析纯。

【Characterization of CuCo2
O4
/NCNTs】
XRD图谱显示CuCo2
O4
在2θ=19°、32°等处出现特征峰,与尖晶石结构标准卡片匹配。TEM图像清晰呈现NCNTs的管状结构被CuCo2
O4
纳米颗粒均匀修饰,EDS谱图证实了Cu、Co、O、N元素的成功复合。

【Conclusion】
该传感器展现出三大突破性优势:(1)超宽线性范围覆盖临床用药浓度(6-TG:0.01-400 μM;Das:0.01-200 μM);(2)检测限达纳摩尔级(6-TG:8 nM;Das:5 nM);(3)在血清样本中回收率>95%,且抗干扰能力强。这种将过渡金属氧化物与杂原子掺杂碳材料复合的策略,为发展多药物同步监测平台提供了新思路。

讨论部分强调,该研究不仅解决了抗癌药物联用监测的技术难题,其提出的CuCo2
O4
/NCNTs协同催化机制更可拓展至其他生物小分子检测领域。作者Fatemeh Modarres Zahed等特别指出,该传感器在白血病患者治疗药物监测中具有直接转化潜力,其简易的电极修饰方法更利于临床推广。这项工作的科学价值在于,通过精准调控纳米复合材料界面特性,实现了对电子转移数和反应动力学的双重优化,为个性化医疗提供了可靠的技术支撑。

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